高速铁路是现代社会发展中的新型运输模式,它的兴起迎合了当前世界各国交通发展的需要,并发展十分迅速。高铁接触线作为高铁中最重要的部分,其质量好坏决定了高铁运行的稳定性及安全性。铜包钢复合线具有良好导电性、高强度、耐腐蚀、寿命长等优点,在接触线领域有很大的应用前景。本文通过拉伸复合法及水平连铸法制备铜包钢线,对其进行冷变形及退火处理,分析了复合线的横、纵截面金相组织变化、扩散层厚度、界面结合强度、铜-钢界面显微硬度、抗拉强度、延伸率和导电率。探索了拉拔变形工艺、退火工艺对其组织及性能的影响规律。自主设计开发了水平连铸铜包钢线坯装置,该装置可连续制备出Φ12mm铜包钢线坯,其界面扩散层厚度为2.5μm,界面结合强度为29.5MPa。此外,采用拉伸复合法制得Φ7mm铜包钢线坯。对铜包钢线进行冷拉变形,随变形量的增大,拉拔变形后Cu、Fe的横截面组织均呈现晶界模糊,纵截面组织均呈现纤维状。在退火过程中,随退火温度的升高及时间的增加,Cu、Fe横、纵截面晶粒增大。相比退火时间,退火温度对组织的影响更明显。拉拔变形中随拉拔变形量的增大,铜包钢复合线的导电率、延伸率降低,抗拉强度升高。随退火温度的提高及时间的增加,延伸率升高,抗拉强度降低。导电率随退火时间的延长而升高,随温度的升高先上升后下降。随变形量的增大,铜、钢的显微硬度增大。退火后铜、钢的显微硬度显著下降,随退火温度的升高及退火时间的延长,距离界面同一位置处铜、钢的显微硬度逐渐下降。随退火温度升高和退火时间的增加,扩散层厚度变厚,界面结合强度增加。到达Fe的再结晶温度后,温度再升高、时间再增加,扩散层厚度、界面结合强度基本保持不变。综合考虑其扩散层及界面结合情况,得到最佳退火工艺为750℃退火2 h。